[发明专利]一种高耐磨超双疏纳米涂层及其制备方法

说明书

一种高耐磨超双疏纳米涂层及其制备方法，属于超浸润功能涂层材料制备技术领域。首先将树脂溶于挥发性有机溶液中，再向溶液中加入造孔剂，持续机械搅拌使造孔剂分散均匀，随后涂覆于基底表面，再涂覆超双疏纳米涂料，最后置于烘箱中造孔固化即可得到高耐磨超双疏纳米涂层。该方法可应用于木材、水泥、玻璃等各种基底上，使超双疏纳米涂层的耐磨性显著提高，有效解决了超疏水表面易被破坏的问题，在恶劣环境下，保持涂层的防污自清洁、防霜防冰、防腐防霉等功能。该发明具有制备工艺和设备简单、易操作和成本低廉等特点，适合大规模制备和工业化。

技术领域

本发明属于超浸润功能涂层材料制备技术领域，具体涉及一种高耐磨超双疏纳米涂层及其制备方法。

背景技术

超双疏表面是指在表面微纳米结构和低表面能物质共同作用下，水滴或油滴可以在微动力作用下滚落的固体表面，具备三防（防水、防油、防尘）、抗露、减阻、耐蚀等优异的综合性能，可广泛应用于织物的三防、空调的抗露防霜、建筑材料的抗菌防霉、油水分离、抗生物黏附界面和集水体系等工业领域。

目前，通过对无机纳米颗粒进行超疏水改性获得超疏水涂料的技术，由于其设备工艺简单、适用范围广、易于大规模生产等优点而受到广泛关注。然而，超疏水表面微纳结构易被磨损破坏，影响超疏水性，从而限制了超疏水表面的应用。尤其是通过无机纳米颗粒超疏水涂料制备的涂层，无机纳米颗粒间通过分子键结合，结合力弱；并且无机纳米颗粒只是简单地物理吸附在基底表面，涂层附着力差，导致涂层的微纳米结构更易被破坏。而根据近年来的研究表明，采用树脂作为底层粘接超疏水纳米颗粒，可以提高超疏水涂层的耐磨性，但是提高程度有限。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种高耐磨超双疏纳米涂层及其制备方法，所述方法设备工艺简单、易操作，适合大规模制备生产，制备的超双疏纳米涂层可以应用于各种粘接树脂层体系中，使耐磨性显著提高，延长超双疏涂层的使用寿命。

技术方案：一种高耐磨超双疏纳米涂层的制备方法，所述方法包括以下步骤：

（1）分别将3-12质量份树脂和 2-8质量份固化剂加入到10-25质量份的挥发性有机溶液中，机械搅拌5-10分钟后获得澄清混合溶液；

（2）将1-15质量份的液态或粉态造孔剂添加于步骤（1）处理后的澄清混合溶液中，机械搅拌5-10分钟后获得分散均匀的粘接树脂涂料；

（3）将1-15质量份酸性链式纳米硅溶胶、2-10质量份35 wt.%氨水、6-16质量份去离子水、0.1-1质量份正硅酸四乙酯、0.1-2质量份疏水处理剂分散于60-100质量份无水乙醇中，连续机械搅拌12-48 h，制备超双疏纳米涂料；

（4）将步骤（2）制备的粘接树脂涂料涂覆于任意清洁后的硬质基底表面，置于120-200℃热台上加热30-60 s；

（5）在粘接树脂层加热过程中涂覆超双疏纳米涂料，涂覆完成后置于80-120℃烘箱中继续造孔固化6-8小时即可获得耐磨超双疏纳米涂层。

作为优选，所述步骤（1）中树脂为氟树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂和丙烯酸树脂中的至少一种。

作为优选，所述步骤（1）中固化剂为六亚甲基二异氰酸醋异、佛尔酮二单氰酸酷、缩二脲多异氰酸酯和过氧化苯甲酰中的至少一种。

作为优选，所述步骤（1）中挥发性有机溶液为酮类、醇类、氟碳类或醚类中的至少一种。

作为优选，所述步骤（1）中挥发性有机溶液为丙酮、甲醇和甲基九氟丁醚中的至少一种。